移动IP的分布式移动管理的研究与实现

论文摘要

互联网络的普遍应用使得人们希望能够以一种更加灵活的方式接入到Internet 中去,而不受时空的限制。传统IP 技术不能满足这种需求,而移动IP 技术正是适应这种需求而产生的。移动IP 协议是一种简单可扩展的在全球Internet 上提供移动功能的解决方案,使节点在切换链路时仍可保持正在进行的通信。它提供了一种IP 路由机制,使移动节点可以以一个永久的IP 地址连接到任何链路上。但是,基本移动IP 是一种广域的支持IP 移动性的协议,在应用到实际中时,往往会产生一些问题:根据现有的IETF 移动IP 规范,当移动节点驻留在远离家乡网络的外地网络时,每次切换,将会产生严重的注册延迟,从而引起严重的包丢失和通信吞吐量下降;同时,在骨干网络中将引发大量注册报文的传输,消耗大量骨干网络的带宽资源和计算资源。本文将从系统级的角度,围绕着降低注册时延,减少切换时的丢包率,降低由于切换所造成的网络负荷等方面,提出一种优化的解决方案。论文首先深入研究了移动IP 工作组提出的基本移动IP 协议,仔细探讨了其工作机制和技术细节,了解了为什么该协议在应用中会带来上述问题的根本原因。通过这些讨论,理清了研究和解决这些问题的思路。在上述基础上,研究了在具体应用的网络拓扑结构上解决IP 移动性的方法,提出一个移动IP 的应用模型,改进了基本移动IP 的不足。主要从以下几个方面进行了重点研究: 1) 移动管理的改进研究。在分析基本移动IP 的移动管理特性的基础上,结合具体网络拓扑结构,本文提出了一种分布式移动管理解决方案。其主要思路是将家乡代理具有的移动管理功能引入到外地代理中去,将注册过程划分为全程注册和局部注册两种。通过就近处理注册消息,可以大大改善注册时延性能,减少数据包的丢失和降低注册开销。2) 针对具体网络结构,提出了基于NAI 的移动检测方法、基于静态安全关联的认证机制和基于IP 地址配置的安全控制机制;优化了数据路径的建立方法,消除了数据路径建立过程中的不一致状态,

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 本文的主要工作及课题来源
• 1.3 论文的组织和安排
• 第二章 基本移动 IP
• 2.1 移动 IP 的基本概念
• 2.1.1 移动 IP 中使用的术语
• 2.1.2 移动 IP 的功能实体
• 2.1.3 移动 IP 要解决的问题和设计要求
• 2.2 移动 IP 的工作机制
• 2.3 协议详述
• 2.3.1 代理发现机制
• 2.3.1.1 报文格式
• 2.3.1.2 移动节点进行移动检测的方法
• 2.3.2 注册过程
• 2.3.2.1 注册消息
• 2.3.2.2 注册过程中各实体的操作
• 2.3.3 路由
• 2.3.3.1 隧道及其封装
• 2.3.3.2 路由处理
• 第三章 基于分布式移动管理的解决方案
• 3.1 概述
• 3.2 网络拓扑结构和概念
• 3.3 技术细节
• 3.3.1 移动检测
• 3.3.2 注册过程的改进
• 3.3.2.1 注册消息格式
• 3.3.2.2 注册的类型
• 3.3.3 路由的建立
• 3.3.3.1 基于策略的转发
• 3.3.3.2 数据传输路径
• 3.3.4 安全方面
• 3.3.5 会话密钥管理
• 3.3.6 透明性
• 3.3.7 树形结构的特殊性
• 第四章 分布式移动管理系统设计与实现
• 4.1 设计准则
• 4.2 开发和运行环境
• 4.3 系统模块
• 4.4 HA 模块
• 4.4.1 HA 的软件结构
• 4.4.2 HA 中主要数据结构
• 4.4.3 HA 主流程图
• 4.4.4 程序接口
• 4.5 FA 模块
• 4.5.1 FA 的软件结构
• 4.5.2 FA 中主要数据结构
• 4.5.3 FA 主流程图
• 4.5.4 程序接口
• 4.6 MN 模块
• 4.6.1 MN 的软件结构
• 4.6.2 MN 中主要的数据结构
• 4.6.3 MN 的主流程图
• 4.6.4 程序接口
• 第五章 测试与结果分析
• 5.1 软硬件测试环境
• 5.1.1 软件环境
• 5.1.2 硬件环境
• 5.2 注册时延测试
• 5.2.1 测试目的
• 5.2.2 测试用例设计
• 5.2.3 测试结果
• 5.2.4 注册时延结果分析
• 5.3 数据包丢失和吞吐量测试
• 5.3.1 测试目的
• 5.3.2 测试用例设计
• 5.3.3 测试结果
• 5.3.4 测试结果分析
• 5.4 结论
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历